Whey protein fractionation

Abstract

Työn tarkoituksena oli kehittää menetelmä alpha-laktalbumiinilla rikastetun proteiinifraktion valmistamiseksi herasta. Työn kirjallisuusosassa tarkasteltiin heran ja heraproteiinien ominaisuuksia. Lisäksi tarkasteltiin heraproteiinien fraktiointiin käytettäviä menetelmiä.

Työn kokeellisessa osassa tutkittiin heraproteiinien fraktiointia happamassa pH:ssa tapahtuvalla selektiivisellä lämpösaostuksella. Käytetyt raaka-aineet olivat haihdutettu heratiiviste, nanoheratiiviste, demineralisoitu heratiiviste sekä heraproteiinikonsentraatti. Tavoitteena oli selvittää kullekin raaka-aineelle optimaaliset saostusolosuhteet, joissa alpha-laktalbumiinin saostuminen olisi mahdollisimman täydellistä ja alpha-laktalbumiinin ja beta-laktoglobuliinin suhde sakassa olisi vähintään 1,5.

Todettiin, että käytettäessä raaka-aineena haihdutettua heratiivistettä, nanoheratiivistettä ja hera-proteiinikonsentraattia, alpha-laktalbumiinin saostuminen oli korkeimmillaan 60 °C:ssa pH:ssa 3,6. Demineralisoidulle heratiivisteelle vastaavat olosuhteet olivat 60 °C ja pH 3,9. Heran kuiva-ainepitoisuuden nostaminen lisäsi saostumista, kun taas heran kalsiumpitoisuuden vaikutus oli vähäinen. Saostusajan pituuden vaikutus oli alhainen muille raaka-aineille paitsi demineralisoidulle heratiivisteelle. Sitruunahappo oli paras happovaihtoehto pH:n säätämiseen. alpha-Laktalbumiinin saostusprosentti oli korkeimmillaan 94 %, kun raaka-aineena oli heraproteiinikonsentraatti. Seuraavaksi suurimmat saostusprosentit saatiin nanoheratiivisteelle ja nanoheratiivisteelle, josta oli poistettu kalsiumia kationinvaihdolla.

Alpha-Laktalbumiinin ja beta-laktoglobuliinin suhde sakassa oli korkeimmillaan 1,8, kun raaka-aineena oli kationivaihdettu nanoheratiiviste. Toiseksi korkein suhde oli 1,7, kun raaka-aineena käytettiin haihdutettua heratiivistettä. Saadut tulokset ovat ristiriidassa alpha-laktalbumiinille saatujen saostusprosenttien kanssa. Heraproteiinikonsentraatille, jolle saatiin korkein saostusprosentti, saatiin proteiinien suhteeksi sakassa vain 0,5. Tämä johtui korkeasta viskositeetista, mikä haittasi sakan erottumista.

Kokeiden tulosten perusteella ei pystytty sanomaan, mikä raaka-aine soveltuisi parhaiten alpha-laktalbumiinilla rikastetun tuotteen valmistamiseen. Saatujen tulosten perusteella kationivaihdettu nanoheratiiviste tai haihdutettu heratiiviste vaikuttaisi olevan paras vaihtoehto raaka-aineeksi, sillä niitä käyttämällä saavutettiin tavoitteena ollut alpha-laktalbumiinin ja beta-laktoglobuliinin suhde sakassa. Jos sakan erottamiseen liittyvät ongelmat heraproteiinikonsentraatilla saataisiin ratkaistua, voitaisiin saada hyvin korkea suhde proteiineille sakassa.